[發(fā)明專利]集成式功率開關(guān)器件和電子設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711023522.3
• 申請(qǐng)日: 2017-10-27
• 公開（公告）號(hào): CN108809284B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱永生;裴軼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州捷芯威半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): H03K17/567
• 分類號(hào): H03K17/567
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 唐維虎

本發(fā)明實(shí)施例提供一種集成式功率開關(guān)器件和電子設(shè)備，該集成式功率開關(guān)器件包括半導(dǎo)體功率開關(guān)管、半導(dǎo)體功率二極管、高電位引腳和低電位引腳。其中，所述半導(dǎo)體功率開關(guān)管包括高電位端、低電位端和控制端；所述半導(dǎo)體功率二極管包括陽極和陰極；所述半導(dǎo)體功率開關(guān)管的高電位端與所述高電位引腳、所述半導(dǎo)體功率二極管的陽極連接，低電位端與所述半導(dǎo)體功率二極管的陰極、所述低電位引腳連接，所述控制端與所述高電位端連接。本發(fā)明能夠在不需要額外的控制電路的條件下，控制內(nèi)部半導(dǎo)體功率開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷。同時(shí)，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜度和電路導(dǎo)通損耗均得到明顯降低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種集成式功率開關(guān)器件和電子設(shè)備。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體功率器件構(gòu)成的開關(guān)管是現(xiàn)代功率變換器的核心，半導(dǎo)體功率器件的性能對(duì)整個(gè)功率變換器系統(tǒng)的性能有至關(guān)重要的影響，因此，提高半導(dǎo)體器件的性能有重要意義。

其中，導(dǎo)通損耗是半導(dǎo)體整流二極管的主要損耗來源，通常整流二極管的導(dǎo)通損耗可以用正向?qū)妷篤F和流過整流二極管的電流ID的乘積來表示整流二極管的導(dǎo)通損耗。整流二極管的正向?qū)妷航礦F與流過二極管的電流ID的大小有關(guān)，電流ID越大，正向?qū)妷航礦F越大，所以在大電流應(yīng)用場(chǎng)合，整流二極管的導(dǎo)通損耗非常大，發(fā)熱嚴(yán)重，需要添加較大的散熱設(shè)備。

目前，針對(duì)大電流應(yīng)用時(shí)整流二極管的損耗和發(fā)熱嚴(yán)重問題，通常采用并聯(lián)多個(gè)整流二極管使用的應(yīng)對(duì)措施，使得流過每個(gè)整流管的電流減小，從而降低VF，降低導(dǎo)通損耗，同時(shí)分散發(fā)熱能量，但采用多個(gè)整流二極管并聯(lián)來降低整體的導(dǎo)通電壓VF和分散散熱的方式存在成本高、電路復(fù)雜且體積大的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種集成式功率開關(guān)器件和電子設(shè)備，能夠有效解決上述問題。

本發(fā)明較佳實(shí)施例提供一種集成式功率開關(guān)器件，包括半導(dǎo)體功率開關(guān)管、半導(dǎo)體功率二極管、高電位引腳和低電位引腳；其中：

所述半導(dǎo)體功率開關(guān)管包括高電位端、低電位端和控制端；

所述半導(dǎo)體功率二極管包括陽極和陰極；

所述半導(dǎo)體功率開關(guān)管的高電位端與所述高電位引腳、所述半導(dǎo)體功率二極管的陽極連接，低電位端與所述半導(dǎo)體功率二極管的陰極、所述低電位引腳連接，所述控制端與所述高電位端連接。

在本發(fā)明較佳實(shí)施例的選擇中，所述半導(dǎo)體功率開關(guān)管的導(dǎo)通閾值電壓高于所述半導(dǎo)體功率二極管的導(dǎo)通電壓。

在本發(fā)明較佳實(shí)施例的選擇中，所述集成式功率開關(guān)器件包括殼體，所述半導(dǎo)體功率開關(guān)管以及半導(dǎo)體功率二極管封裝集成于所述殼體內(nèi)。

在本發(fā)明較佳實(shí)施例的選擇中，所述半導(dǎo)體功率開關(guān)管以及半導(dǎo)體功率二極管分別集成于所述殼體內(nèi)封裝的不同的芯片，各所述芯片封裝于所述殼體。

在本發(fā)明較佳實(shí)施例的選擇中，所述半導(dǎo)體功率開關(guān)管以及半導(dǎo)體功率二極管集成于同一芯片，所述芯片封裝于所述殼體內(nèi)。

在本發(fā)明較佳實(shí)施例的選擇中，所述芯片為氮化鎵芯片。

在本發(fā)明較佳實(shí)施例的選擇中，所述半導(dǎo)體功率開關(guān)管為氮化鎵晶體管或碳化硅晶體管中的一種，且半導(dǎo)體功率開關(guān)管內(nèi)部不存在寄生體二極管。

在本發(fā)明較佳實(shí)施例的選擇中，所述半導(dǎo)體功率開關(guān)管為增強(qiáng)型氮化鎵高電子遷移率晶體管。

在本發(fā)明較佳實(shí)施例的選擇中，所述半導(dǎo)體功率二極管為硅二極管、氮化鎵二極管或碳化硅二極管中的一種。